Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

DSC /(MV/mg) 200 400 600 800 1000 Temperature ГС Кривые ДСК проб исследуемых пород Таблица 3 Показатели вязкости экспериментальных базальтовых стекол Температура, °С Индекс породы и значения вязкости расплавов, П а с 1Б 2Б 3Б 4Б 5Б 6Б 7Б 1250 106,6 60,1 94,5 80,1 28,6 91,4 84,5 1300 50,7 28,6 44,9 38,1 13,6 43,5 40,2 1400 17,8 10,1 15,8 13,4 4,8 15,3 14,1 Анализ данных, приведенных в табл. 3, показал, что повышенную вязкость при температурах 1250-1300 °С имеют расплавы базальтов, в составе которых содержится больше основных оксидов (SiO2 и AhO3). При повышении температуры вязкость расплавов резко падает, практически выравниваясь при 1400 °С, и ее значения находятся в пределах, рекомендуемых для выработки минерального волокна [5]. Таким образом, по определенным экспериментально технологическим характеристикам исследованных пород базальтов и базальтовых туфов можно сделать вывод об их пригодности для получения базальтового волокна. На следующем этапе исследований проводился синтез материалов на основе базальтовых пород: синтезировались стеклокристаллические материалы из стекла на основе базальта и дополнительных компонентов, обеспечивающих формирование пироксеновых фаз; изучалась возможность использования базальтовой породы в качестве флюсующей добавки в керамическую массу при изготовлении керамогранита и как основного компонента сырьевой композиции для получения пористых заполнителей. Базальты использовались также в качестве основного компонента сырьевых композиций для получения петроситалла и каменного литья. При проведении эксперимента было синтезировано опытное стекло и пироксеновые стеклокристаллические материалы на его основе. Шихтовой состав опытного стекла включал усредненную пробу базальтовых пород, мел и стимулятор кристаллизации — оксид хрома. Получение петроситалла осуществлялось по классической ситалловой технологии из отожженного стекла с его последующей термической обработкой «снизу» до 850 °С с выдержкой в течение 2 ч, а каменное литье — кристаллизацией горячих отливок «сверху» при температуре 840 °С с выдержкой в течение 1 ч. В обоих случаях охлаждение осуществлялось инерционно. Полученные материалы на основе базальтов имеют идентичный фазовый состав, представленный пироксеновым твердым раствором типа авгита (Ca(Mg, Fe2+, Fe3+, Al)(Si, Al)2O6), обеспечивающим высокие показатели физико-химических свойств (износостойкости, кислотостойкости. Центрами кристаллизации по результатам локального микрозондового анализа являются с наибольшей вероятностью кристаллы хромпикотита ((Mg, Fe)(Cr, Al)2O4). Известно, что кристаллизация стекол пироксенового состава, стимулированная хромом, происходит через метастабильную шпинелидную фазу, которая формируется первой в результате благоприятного сочетания энергетических и кристаллохимических особенностей катионов и структурных элементов, участвующих в ее образовании, а также благодаря высокой симметрии, простоте и прочности кристаллической решетки шпинелидов [7]. На шпинелидных образованиях происходит интенсивное формирование основной пироксеновой кристаллической фазы. 131